登場人物等の詳細は→「とある科学の超電磁砲」
概要
2013年4月より、TOKYOMX、MBS、CBC、BS11、AT-Xにて放送中。
「とある魔術の禁書目録」でも描かれた美琴のクローン・妹達編を美琴視点側から描く。
タイトルの「S」は「Sisters」のSが由来。
主題歌
オープニングテーマ
「sister's noise」（前期）
歌 - fripSide
「eternal reality」（後期）
歌 - fripSide
エンディングテーマ
「Grow Slowly」（前期）
歌 - 井口裕香
「リンクス」（後期）
歌 - 三澤紗千香
各話リスト
| 話数 | サブタイトル | |
|---|---|---|
| #1 | 超電磁砲（レールガン） | |
| #2 | 寿命中断（クリティカル） | |
| #3 | 超電磁砲量産（レディオノイズ）計画 | ] |
| #4 | 妹達（シスターズ） | |
| #5 | 絶対能力進化（レベル6シフト）計画 | |
| #6 | あたし…みんなのこと見えてるから | |
| #7 | お姉さまの力になりたいですの | |
| #8 | Item（アイテム） | |
| #9 | 能力追跡（AIMストーカー） | |
| #10 | 原子崩し（メルトダウナー） | |
| #11 | 自動販売機 | |
| #12 | 樹形図の設計者（ツリーダイアグラム） | |
| #13 | 一方通行（アクセラレータ） | |
| #14 | 約束 |
